El primer implante cerebral de larga duración permite que un paciente paralizado controle un brazo robot durante 7 meses

Investigadores de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) han logrado que un paciente paralizado tras sufrir un infarto cerebral controle un brazo robótico mediante un neuroimplante. El dispositivo injertado en su cerebro le ha permitido transmitir señales a un ordenador, desde donde se han traducido en órdenes para la prótesis. De este modo, el voluntario ha podido realizar tareas como apilar bloques, abrir puertas o llenar un vaso de agua sólo con pensar los movimientos.

No es el primer ensayo de éxito en el que un neuroimplante ha permitido a una persona con parálisis controlar una interfaz mediante impulsos neuronales. Sin embargo, estas pruebas no han tenido éxito más allá de un día o dos de duración. Ahora, una nueva tecnología con apoyo de Inteligencia Artificial ha permitido que el paciente haga uso del implante durante siete meses, una duración récord, sin requerir de nuevas configuraciones.

La interfaz usó un modelo de IA que fue ajustando el funcionamiento del implante en función de los pequeños cambios que se producen en el cerebro cuando una persona repite un movimiento -tanto física como cognitivamente- y va perfeccionando su ejecución. "Esta fusión entre el aprendizaje humano y el informático es la nueva fase para los interfaces cerebro-ordenador", celebra el neurólogo Karunesh Ganguly, investigador del Instituto Weill de Neurociencia de la UCSF.

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"Es exactamente lo que necesitábamos para obtener una función sofisticada y cercana a la vida real", prosigue. El estudio, publicado en la revista Cell, parte de los estudios del doctor Ganguly y de su compañero, el neurocientífico Nikhilesh Natraj, sobre cerebros de animales. Los patrones en su cerebro que representaban acciones diarias cambiaban sutilmente, observaron los investigadores, y eso podría explicar por qué otros neuroimplantes dejan rápido de reconocer las instrucciones.

El paciente con el que trabajaron había perdido la capacidad de moverse y hablar a causa del ictus, y fue tratado con pequeños sensores insertados en la superficie del cerebro que podían captar las señales emitidas al imaginar movimientos. En varias sesiones, Ganguly le pidió que imaginase mover sus manos, pies o cabeza, y la IA fue registrando cómo la localización de estas representaciones en el cerebro se desplazaba ligeramente de un área a otra. 

Los investigadores entrenaron a la Inteligencia Artificial a partir de los movimientos de manos, dedos y pulgares que imaginó el paciente durante dos semanas. Se realizó entonces una primera prueba de control del brazo robot mediante interfaz cerebral. Sus movimientos, no obstante, no eran precisos. Así que Ganguly le puso a entrenar con una réplica virtual de la prótesis, que le iba informando sobre el acierto de sus visualizaciones.

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De este modo, el participante logró hacerse con el control del brazo robótico real tras únicamente un par de sesiones de entrenamiento. Logró coger bloques, darles la vuelta y colocarlos en distintas posiciones. Con la práctica, pudo abrir un armario, coger un vaso y llevarlo hasta la fuente de agua. Transcurridos meses, el paciente todavía era capaz de realizar la tarea, tras una"resintonización" que no duraba más de 15 minutos.  

Ahora, Ganguly y su equipo trabajan en refinar los modelos de Inteligencia Artificial para conseguir que el brazo se mueva de forma más rápida y fluida, de manera a probarlo en el entorno doméstico del paciente. "Para una persona paralizada, ser capaces de alimentarse por sí mismos o beber un trago de agua supone un cambio de vida", valora. "Y ahora que sabemos cómo construir el sistema, podemos conseguir que funcione".